Aunque es un fenómeno conocido desde la antigüedad, el magnetismo no fue bien comprendido hasta su unificación con la teoría de la electricidad a mediados del siglo XIX, gracias sobre todo a los trabajos de Maxwell.
James Clerk Maxwell fué un físico escocés conocido principalmente por haber desarrollado la teoria electromagnética clásica, dejando atras todas las teorías anteriores, leyes, experimentos, electricidad y magnetismo.
El campo magnético es una región de espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidadV, sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad V como al campo B. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.
F=qv x B
F es la fuerza, v es la velocidad y B el campo magnético. El módulo de la fuerza resultante será:
F=qvB x sin0
El nombre de campo magnético o intensidad del campo magnético se aplica a dos magnitudes:
La excitación magnética o campo H es la primera de ellas, desde el punto de vista histórico, y se representa con H.
La inducción magnética o campo B, que en la actualidad se considera el auténtico campo magnético, y se representa con B.
Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático. Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.
La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampère. El caso más general, que incluye a la corriente de desplazamiento, lo da la ley de Ampère-Maxwell.
La presencia de un campo magnético rodeando una barra imanada de hierro se puede observar por la dispersión de pequeñas partículas de hierro espolvoreadas sobre un papel colocado encima de una barra de hierro.
Forma del campo magnético formado por partículas magnéticas espolvoreadas sobre una superficie afectada por una barra imanada La figura generada por dichas partículas muestra que la barra imanada tiene dos polos magnéticos y las líneas del campo magnético salen de un polo y entran en el otro. En general el magnetismo presenta una naturaleza dipolar; siempre hay dos polos magnéticos ó centros del campo magnético, separados una distancia determinada. Los campos magnéticos también son producidos por conductores portadores de corriente. En esta imagen muestra la información de un campo magnético alrededor de una larga bobina de cobre, llamada selenoide, cuya longitud es mayor que su radio.
INDUCCION MAGNÉTICA: Si se coloca una barra de hierro desimanada dentro del selenoide, se obtiene que el campo magnético exterior al selenoide es mayor con la barra imanada dentro del selenoide, (ver figura). El aumento del campo magnético fuera del selenoide se debe a la suma del campo generado por el selenoide y el campo magnético externo a la barra imanada. El nuevo campo magnético resultante se denomina inducción magnética ó densidad del flujo ó simplemente inducción y se denota por B. La inducción B es la suma del campo aplicado H y el campo externo proveniente de la imanación de la barra dentro del selenoide. El momento magnético inducido por unidad de volumen debido a la barra se denomina intensidad de imanación o
simplemente imanación y se denomina por M. en el SI de unidades:
B = m0H +m0M = m0(H +M)
donde m0 es la permeabilidad en el espacio libre
m0 = 4p x 10-7
tesla. Metro/A Tm/A 1T= 1Wb / m2= 1V.s / m2 la unidad de B es la SI es la tesla ó el Wb/m2.
La unidad cgs para B es la Gauss y para H es el Oe.
TIPOS DE MAGNETISMO: Los tipos de magnetismos se originan por el movimiento de la carga eléctrica básica: el electrón. Cuando los electrones se mueven por un hilo conductor se genera un campo magnético alrededor del hilo. Las propiedades magnéticas macroscópicas de los materiales, son consecuencia de los momentos magnéticos asociados con electrones individuales. Cada electrón en un átomo tiene momentos magnéticos que se originan de dos fuentes. Una está relacionada con su movimiento orbital alrededor del núcleo; siendo una carga en movimiento, un electrón se puede considerar como un pequeño circuito cerrado de corriente, generando un campo magnético muy
pequeño y teniendo un momento magnético a lo largo de su eje de rotación
Cada electrón además se puede considerar rotando alrededor de su eje; el otro momento magnético se forma de la rotación (spin) del electrón el cual se dirige a lo largo del eje de rotación y puede estar hacia arriba ó hacia abajo, según sea la dirección del dirección de rotación del electrón. En cualquier caso, el dipolo magnético o momento magnético debido al spin del electrón es el magnetón de Bohr, mB = 9.27 x 10-24A.m2. el magnetón de Bohr puede ser positivo o negativo dependiendo del sentido de giro del electrón. En una capa atómica llena, los electrones están emparejados con electrones de spin opuesto, proporcionando un momento magnético neto nulo (+mB - mB =0 ) por esta, razón los materiales compuestos de átomos que tienen sus orbitales o capas totalmente llenas, no son capaces de ser permanentemente magnetizados. Aquí se incluyen los gases inertes así como algunos materiales iónicos. Los tipos de magnetismo incluyen diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo. Además el antiferromagnetismo y el ferrimagnetismo se consideran subclases de ferromagnetismo. Todos los materiales exhiben al menos uno de estos tipos y el comportamiento depende de la respuesta del electrón y los dipolos magnéticos atómicos a la aplicación de un campomagnético aplicado externamente. EFECTOS DE LA TEMPERATURA:
A cualquier temperatura por encima de los 0ºK, la energía térmica hace que los dipolos magnéticos de un material ferromagnético se desvíen de su perfecto alineamiento paralelo. Finalmente, al aumentar la temperatura, se alcanza una temperatura a la cual el ferromagnetismo de los materiales ferromagnéticos desaparece completamente y el material se torna paramagnético. Esta temperatura es denominada temperatura de Curie. Si el material se enfría por debajo de la temperatura de Curie, los dominios ferromagnéticos se vuelven a
formar y el material recupera su ferromagnetismo.
James Clerk Maxwell fué un físico escocés conocido principalmente por haber desarrollado la teoria electromagnética clásica, dejando atras todas las teorías anteriores, leyes, experimentos, electricidad y magnetismo.
El campo magnético es una región de espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad V, sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad V como al campo B. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.
F=qv x B
F es la fuerza, v es la velocidad y B el campo magnético. El módulo de la fuerza resultante será:F=qvB x sin0
El nombre de campo magnético o intensidad del campo magnético se aplica a dos magnitudes:
Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático. Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.
La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampère. El caso más general, que incluye a la corriente de desplazamiento, lo da la ley de Ampère-Maxwell.
La presencia de un campo magnético rodeando una barra imanada de hierro se puede observar por la dispersión de pequeñas partículas de hierro espolvoreadas sobre un papel colocado encima de una barra de hierro.
Forma del campo magnético formado por partículas magnéticas espolvoreadas sobre una superficie afectada por una barra imanada La figura generada por dichas partículas muestra que la barra imanada tiene dos polos magnéticos y las líneas del campo magnético salen de un polo y entran en el otro. En general el magnetismo presenta una naturaleza dipolar; siempre hay dos polos magnéticos ó centros del campo magnético, separados una distancia determinada. Los campos magnéticos también son producidos por conductores portadores de
corriente. En esta imagen muestra la información de un campo magnético alrededor de una larga bobina de cobre, llamada selenoide, cuya longitud es mayor que su radio.
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INDUCCION MAGNÉTICA:Si se coloca una barra de hierro desimanada dentro del selenoide, se obtiene que el campo magnético exterior al selenoide es mayor con la barra imanada dentro
del selenoide, (ver figura). El aumento del campo magnético fuera del selenoide se debe a la suma del campo generado por el selenoide y el campo magnético externo a la barra imanada. El nuevo campo magnético resultante se denomina inducción magnética ó densidad del flujo ó simplemente inducción y se denota por B. La inducción B es la suma del campo aplicado H y el campo externo proveniente de la imanación de la barra dentro del selenoide. El momento magnético inducido por unidad de volumen debido a la barra se denomina intensidad de imanación o
simplemente imanación y se denomina por M. en el SI de unidades:
B = m0H +m0M = m0(H +M)
donde m0 es la permeabilidad en el espacio libre
m0 = 4p x 10-7
tesla. Metro/A Tm/A
1T= 1Wb / m2= 1V.s / m2
la unidad de B es la SI es la tesla ó el Wb/m2.
La unidad cgs para B es la Gauss y para H es el Oe.
TIPOS DE MAGNETISMO:
Los tipos de magnetismos se originan por el movimiento de la carga eléctrica básica: el electrón. Cuando los electrones se mueven por un hilo conductor se genera un campo magnético alrededor del hilo. Las propiedades magnéticas macroscópicas de los materiales, son consecuencia de los momentos magnéticos asociados con electrones individuales. Cada electrón en un átomo tiene momentos magnéticos que se originan de dos
fuentes. Una está relacionada con su movimiento orbital alrededor del núcleo; siendo una carga en movimiento, un electrón se puede considerar como un pequeño circuito cerrado de corriente, generando un campo magnético muy
pequeño y teniendo un momento magnético a lo largo de su eje de rotación
Cada electrón además se puede considerar rotando alrededor de su eje; el otro momento magnético se forma de la rotación (spin) del electrón el cual se dirige a lo largo del eje de rotación y puede estar hacia arriba ó hacia abajo, según sea la dirección del dirección de rotación del electrón. En cualquier caso, el dipolo magnético o momento magnético debido al spin del electrón es el magnetón de Bohr, mB = 9.27 x 10-24A.m2. el magnetón de Bohr puede ser positivo o negativo dependiendo del sentido de giro del electrón. En una capa atómica llena, los
electrones están emparejados con electrones de spin opuesto, proporcionando un momento magnético neto nulo (+mB - mB =0 ) por esta, razón los materiales compuestos de átomos que tienen sus orbitales o capas totalmente llenas, no son capaces de ser permanentemente magnetizados. Aquí se incluyen los gases
inertes así como algunos materiales iónicos. Los tipos de magnetismo incluyen diamagnetismo, paramagnetismo y
ferromagnetismo. Además el antiferromagnetismo y el ferrimagnetismo se consideran subclases de ferromagnetismo. Todos los materiales exhiben al menos uno de estos tipos y el comportamiento depende de la respuesta del electrón y los dipolos magnéticos atómicos a la aplicación de un campomagnético aplicado externamente.
EFECTOS DE LA TEMPERATURA:
A cualquier temperatura por encima de los 0ºK, la energía térmica hace que los
dipolos magnéticos de un material ferromagnético se desvíen de su perfecto
alineamiento paralelo. Finalmente, al aumentar la temperatura, se alcanza una
temperatura a la cual el ferromagnetismo de los materiales ferromagnéticos
desaparece completamente y el material se torna paramagnético. Esta
temperatura es denominada temperatura de Curie. Si el material se enfría por
debajo de la temperatura de Curie, los dominios ferromagnéticos se vuelven a
formar y el material recupera su ferromagnetismo.